DE19704209A1

DE19704209A1 - Construction group for apparatus driven by internal combustion engine

Info

Publication number: DE19704209A1
Application number: DE1997104209
Authority: DE
Inventors: Otto Altmann; Gerhard Brenner
Original assignee: Filterwerk Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 1997-02-05
Filing date: 1997-02-05
Publication date: 1998-08-06

Abstract

The construction group is composed of components which are assembled to form a module (1). It also includes devices for fitting the module to the engine. A bearing body (2) is integrated into the module. The bearing body can be fixed to the engine and to the module components. The components in the module consist basically of a device (3), such as a centrifuge, to separate fluids from solids, an oil cooler (4), a filter (5), an induction line (6) with a sieve (7), an oil pump (8) and an oil pressure valve (9).

Description

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe für einen von einer Verbrennungskraftmaschine angetriebenen Apparat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to an assembly for an internal combustion engine driven apparatus according to the preamble of claim 1.

Derartige Baugruppen sind bekannt, z. B. aus der GB 21 60 796, bei der eine Ölreinigungs vorrichtung für Brennkraftmaschinen derart ausgestaltet ist, daß zusätzlich zu einem Ölfilterelement unter diesem ein Zentrifugalabscheiderotor angeordnet ist.Such assemblies are known, for. B. from GB 21 60 796, in which an oil cleaning device for internal combustion engines is designed such that in addition to a Oil filter element is arranged under this a centrifugal separator rotor.

Weiterhin ist eine derartige Baugruppe bekannt aus der DE 11 66 155, bei der z. B. eine Zentrifuge und ein Spaltfilter nebeneinander angeordnet sind.Furthermore, such an assembly is known from DE 11 66 155, in which, for. Legs Centrifuge and a gap filter are arranged side by side.

Will man derartige Baugruppen nun in modernen Kraftfahrzeugen oder anderen mit Verbrennungskraftmaschinen betriebenen Apparaturen einsetzen, so ist daran nachteilig, daß die bekannten Baugruppen über große Außenabmessungen verfügen sowie über ein entsprechend hohes Eigengewicht.If you want such assemblies now in modern motor vehicles or others Use internal combustion engine operated equipment, it is disadvantageous that the known modules have large external dimensions and one correspondingly high weight.

Man könnte nun die Baugröße weiter verkleinern, indem man z. B. einen Zentrifugalrotor in einem Ölfilterelement anordnet. Aber auch hierbei ist nachteilig, daß die Integrationsdichte relativ niedrig ist, da lediglich zwei Bauteile vereint sind und das Gewicht, da bislang alle Gehäuseelemente aus Metall gefertigt sind, sehr hoch ausfällt.You could now further reduce the size by z. B. a centrifugal rotor in arranges an oil filter element. But here too it is disadvantageous that the integration density is relatively low because only two components are combined and the weight since so far all Housing elements made of metal are very high.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Baugruppe der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß eine Baugruppe entsteht, die einfacher zu montieren, leichter, billiger und wartungsärmer ist.It is therefore an object of the invention to provide an assembly of the type mentioned to improve that an assembly is created that is easier to assemble, lighter, cheaper and requires less maintenance.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß Bauteile zu einem Modul zusammengefaßt sind und daß Mittel vorgesehen sind, mit denen das Modul mit der Verbrennungskraftmaschine verbindbar ist. Von Vorteil ist hierbei, daß sowohl die Herstellungskosten der einzelnen Funktionseinheiten als auch die Kosten der Endmontage reduziert werden können. Aufgrund der konstruktiven Durchgängigkeit werden Synergien zwischen den verschiedenen Funktionseinheiten erreicht, die zur genannten Kosteneinsparung beitragen. Die Bereitstellung von Modulen für die Endmontage vereinfacht außerdem die Logistik. Der modulare Aufbau der Baueinheit wirkt sich außerdem günstig auf das Recycling der Baugruppen aus. Die Zusammenfassung der Funktionseinheiten zu einem Modul gestattet darüber hinaus ein schnelles Reagieren auf veränderte Marketingkonzepte.According to the invention, this object is achieved in that components form a module are summarized and that means are provided with which the module with the Internal combustion engine is connectable. The advantage here is that both the Manufacturing costs of the individual functional units as well as the costs of final assembly can be reduced. Due to the structural consistency, synergies are created achieved between the various functional units that lead to the above-mentioned cost savings contribute. The provision of modules for final assembly also simplifies the Logistics. The modular structure of the unit also has a positive effect on recycling of the assemblies. The functional units can be combined into one module in addition, a quick reaction to changed marketing concepts.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß im Modul ein Trägerkörper integriert ist, der mit der Verbrennungskraftmaschine verbindbar ist und an dem die Bauteile des Moduls befestigt sind. Dieser Trägerkörper gibt dem Modul eine Struktur, die einerseits die Verbindung des Moduls mit der Verbrennungskraftmaschine definiert als auch die Anordnung der einzelnen Bauteile des Moduls.An advantageous development of the invention provides that a carrier body in the module is integrated, which can be connected to the internal combustion engine and on which the components of the module are attached. This support body gives the module a structure that on the one hand the connection of the module with the internal combustion engine is defined as well Arrangement of the individual components of the module.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das Modul als Bauteil im wesentlichen eine Vorrichtung zum Trennen einer Flüssigkeit von Feststoffen, einen Ölkühler, einen Filter, eine Ansaugleitung mit einem Sieb, eine Ölpumpe und ein Öldruckventil enthält. Mittels der Anordnung dieser Bauteile in einem Modul ist die gesamte Ölaufbereitung in einer einzigen Funktionseinheit zusammengefaßt, was sowohl zu Gewichts- als auch zu Kosteneinsparungen führt.Another advantageous development of the invention provides that the module as a component in essentially a device for separating a liquid from solids, a Oil cooler, a filter, an intake pipe with a strainer, an oil pump and a Contains oil pressure valve. By means of the arrangement of these components in one module, the entire Oil treatment combined in a single functional unit, which leads to weight leads to cost savings as well.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Vorrichtung zum Trennen einer Flüssigkeit von Feststoffen eine Zentrifuge ist. Die Reinigung des Schmieröls nach dem System der Stufenreinigung, die man auch als fraktionierte Reinigung bezeichnen kann, sieht vor, daß das Schmieröl von der Ölwanne ausgehend eine immer höhere Reinheits stufe erlangt, bevor z. B. das Ölfilter erreicht wird. Auf diese Weise können sehr große Wartungsintervalle erreicht werden. Die Zentrifuge kann hierbei als Vorabscheider fungieren.In an advantageous development of the invention it is provided that the device for Separating a liquid from solids is a centrifuge. The cleaning of the lubricating oil according to the system of step cleaning, which is also called fractional cleaning can, provides that the lubricating oil from the oil pan an ever higher purity level achieved before e.g. B. the oil filter is reached. This way, very large ones Maintenance intervals can be achieved. The centrifuge can act as a pre-separator.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das Modul mit weiteren Bauteilen erweiterbar ist. Denkbar wäre beispielsweise die Zusammenfassung aller angetriebenen Elemente in dieses Modul einzubinden, wie z. B. eine fremdangetriebene Zentrifuge, eine Wasserpumpe bzw. andere bewegte Elemente. Ebenfalls wäre die Integration z. B. des Kurbelgehäuseventils in das Modul denkbar.An advantageous development of the invention provides that the module with other Components is expandable. For example, a summary of all would be conceivable integrate driven elements in this module, such as B. an externally driven Centrifuge, a water pump or other moving elements. Integration would also be e.g. B. the crankcase valve in the module is conceivable.

In einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ölwanne als Trägerkörper des Moduls wirkt, mittels dessen das Modul mit der Verbrennungskraftmaschine verbindbar ist. Der Vorteil der Ölwanne als Strukturkörper des Moduls liegt in seiner räumlichen Ausdehnung begründet sowie in der Tatsache, daß die Ölwanne über eine gewisse Grundfestigkeit verfügt. Des weiteren können in der Ölwanne sogenannte Wartungsdeckel integriert werden, mittels derer bestimmte Wechselbauteile erreichbar und auswechselbar sind.In another advantageous development of the invention it is provided that the oil pan acts as the carrier body of the module, by means of which the module with the Internal combustion engine is connectable. The advantage of the oil pan as a structural body of the Module is due to its spatial expansion and the fact that the Oil pan has a certain basic strength. Furthermore, in the oil pan So-called maintenance covers are integrated, by means of which certain interchangeable components are accessible and interchangeable.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß wenigstens ein Bauteil des Moduls aus Kunststoff besteht. Selbst die komplette Ausführung des Moduls und seiner Bauteile aus Kunststoff ist denkbar. Die Ausführung des Moduls in Kunststoff führt zwangs läufig zu Kosteneinsparungen und Gewichtsreduzierungen sowie in der Folge zu einem niedrigeren Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine im Betrieb.An advantageous development of the invention provides that at least one component of the Module consists of plastic. Even the complete version of the module and its Plastic components are conceivable. The execution of the module in plastic leads common to cost savings and weight reductions, and subsequently to one lower fuel consumption of the internal combustion engine in operation.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Vorrichtung zum Trennen einer Flüssigkeit von Feststoffen zwischen der Ansaugleitung und der Ölpumpe angeordnet ist. Durch die Anordnung der Trennvorrichtung wird z. B. die Pumpe vor Beschädigungen durch sich im Öl befindlichen Partikeln geschützt, was zu einer Standzeit erhöhung der Pumpe und folglich zu einem sicheren Betrieb beiträgt.Another advantageous development of the invention provides that the device for Separate a liquid from solids between the suction pipe and the oil pump is arranged. The arrangement of the separator z. B. the pump Damage protected by particles in the oil, resulting in a downtime increase of the pump and thus contributes to safe operation.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das Sieb an der Ansaugleitung von einem Polymermagnet umrahmt ist und/oder der Gehäusedeckel des ersten Filters als Polymermagnet ausgeführt ist. Die Anordnung von Polymermagnetelementen im Ölkreislauf führt zur Extraktion von ferromagnetischen Partikeln aus dem Ölkreislauf, was in der Folge zu einer Standzeiterhöhung und zu einem sicheren Betrieb der Gesamtanlage beiträgt.An advantageous development of the invention provides that the screen on the suction line is framed by a polymer magnet and / or the housing cover of the first filter as Polymer magnet is executed. The arrangement of polymer magnetic elements in the oil circuit leads to the extraction of ferromagnetic particles from the oil circuit, which subsequently contributes to an increase in tool life and to safe operation of the entire system.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Es zeigen:These and other features of preferred developments of the invention go beyond from the claims also from the description and the drawings, the individual characteristics individually or in groups in the form of Sub-combinations in the embodiment of the invention and in other fields be realized and represent advantageous and protectable versions for which protection is claimed here. Show it:

Fig. 1 eine Darstellung eines Ölversorgungsmoduls, Fig. 1 is an illustration of an oil supply module,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ölversorgungskreislaufes, Fig. 2 is a schematic representation of an oil supply circuit,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines weiteren Ölversorgungskreislaufes. Fig. 3 is a schematic representation of another oil supply circuit.

Das Modul 1 besteht aus einem Trägerkörper 2, der - wie in Fig. 1 dargestellt - aus einem erweiterten Ölpumpengehäuse besteht. An diesem Trägerkörper 2 befindet sich eine Vorrich tung zum Trennen einer Flüssigkeit von Feststoffen 3 und ein im Filtergehäuse 5 integrierter Ölkühler 4. Weiterhin sind am Modul 1 eine Ansaugleitung 6, die an ihrem einen Ende ein Sieb 7 aufweist, das mittels eines Polymermagnetelementes 11 an der Ansaugleitung 6 befestigt ist. Im Modul 1 ist außerdem eine Ölpumpe 8 enthalten, die zentraler Bestandteil des Trägerkörpers 2 ist, da dieser Trägerkörper 2 das Ölpumpengehäuse beherbergt. Zur Druckregelung bei höheren Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschine weist das Modul 1 ein Öldruckventil 9 auf, das die weiteren Bauteile der Baugruppe des Moduls 1 vor einer Überbelastung schützt. Die Ansaugleitung 6 des Moduls 1 ist dergestalt angeordnet, daß die eine Öffnung der Ansaugleitung 6, die mit dem Sieb 7 bzw. dem Polymermagnetelement 11 versehen ist, Öl aus dem Ölsumpf der Ölwanne 10 ansaugt.The module 1 consists of a carrier body 2 , which - as shown in Fig. 1 - consists of an extended oil pump housing. On this carrier body 2 is a Vorrich device for separating a liquid from solids 3 and an oil cooler 4 integrated in the filter housing 5 . Furthermore, on the module 1 there is a suction line 6 , which has a sieve 7 at one end, which is fastened to the suction line 6 by means of a polymer magnetic element 11 . The module 1 also contains an oil pump 8 , which is a central component of the carrier body 2 , since this carrier body 2 houses the oil pump housing. For pressure control at higher speeds of the internal combustion engine, module 1 has an oil pressure valve 9 , which protects the other components of the module 1 module against overloading. The suction line 6 of the module 1 is arranged such that the one opening of the suction line 6 , which is provided with the sieve 7 or the polymer magnetic element 11 , sucks in oil from the oil sump of the oil pan 10 .

In einer alternativen Ausgestaltung weist der Deckel der Vorrichtung zum Trennen einer Flüssigkeit von Feststoffen 3 ein sogenanntes Polymermagnetelement 11 auf, um damit ferromagnetische Partikel aus dem Ölstrom zu extrahieren.In an alternative embodiment, the lid of the device for separating a liquid from solids 3 has a so-called polymer magnetic element 11 in order to extract ferromagnetic particles from the oil flow.

Das funktionale Zusammenspiel der einzelnen Bauteile der Baugruppe wird in Fig. 2 dargestellt. Öl, das sich im Sumpf der Ölwanne 10 befindet, wird zunächst über eine Vorrichtung zum Trennen einer Flüssigkeit von Feststoffen, die bevorzugt als Zentrifuge ausgeführt ist, geleitet. Nach dem Verlassen der Zentrifuge, die in einer Ausführungsform als fremdangetriebene Zentrifuge ausgeführt ist, wird das Öl durch die Pumpe 8 geleitet. Nach dem Verlassen der Pumpe 8 passiert der Ölstrom ein Öldruckventil 9, das die Druckver hältnisse in der Verbrennungskraftmaschine bzw. deren Ölkreislauf regelt, um insbesondere die nachfolgenden Bauteile vor Beschädigungen zu schützen. Dem Überdruckventil 9 schließt sich ein Ölkühler 4 an, dem ein Filter 5 folgt. Nach dem Verlassen des Ölfilters 5 gelangt das gereinigte Öl zu den Schmierstellen 12 im Motor. Nachdem das Öl die Schmierstellen 12 in der Verbrennungskraftmaschine passiert hat, gelangt es mittels der Rückleitungen 13 wieder zurück zur Ölwanne 10. Im Bereich des Zylinderkopfes der Verbrennungskraftmaschine kann z. B. eine Zwischenauffangwanne für aus den Schmierstellen 12 austretendes Öl angebracht sein. Von dort aus kann das gesammelte Öl dann beispielsweise wieder über Rücklaufleitungen 13 in den Ölsumpf der Ölwanne 10 gelangen. The functional interaction of the individual components of the assembly is shown in Fig. 2. Oil, which is in the sump of the oil pan 10 , is first passed through a device for separating a liquid from solids, which is preferably designed as a centrifuge. After leaving the centrifuge, which in one embodiment is designed as an externally driven centrifuge, the oil is passed through the pump 8 . After leaving the pump 8 , the oil flow passes an oil pressure valve 9 , which regulates the pressure conditions in the internal combustion engine or its oil circuit, in particular to protect the following components from damage. The pressure relief valve 9 is followed by an oil cooler 4 , which is followed by a filter 5 . After leaving the oil filter 5 , the cleaned oil reaches the lubrication points 12 in the engine. After the oil has passed the lubrication points 12 in the internal combustion engine, it returns to the oil pan 10 by means of the return lines 13 . In the area of the cylinder head of the internal combustion engine, for. B. an intermediate sump for oil emerging from the lubrication points 12 may be attached. From there, the collected oil can then, for example, return to the oil sump of the oil pan 10 via return lines 13 .

In einer alternativen Ausgestaltung gemäß Fig. 3 ist ein Ölkreislauf dargestellt, bei dem das Öl aus dem Ölsumpf der Ölwanne 10 direkt von der Ölpumpe 8 angesaugt wird und anschließend durch ein Öldruckventil 9 gelangt, welches die nachfolgenden Bauteile der Baugruppe vor Beschädigungen schützt. Dem Öldruckventil 9 schließt sich eine Vorrichtung zum Trennen einer Flüssigkeit von Feststoffen an, dieser folgt wiederum ein Ölkühler 4. Der dem Ölkühler 4 folgende Filter 5 wird mittels einem Überdruckventil 14 vor einer Überbelastung geschützt. Das den Filter 5 verlassende Öl gelangt daraufhin zu den Schmierstellen 12 im Motor, wobei diese Schmierstellen 12 ebenfalls mittels eines Überdruckventils 14 vor zu hohen Öldrücken geschützt werden. Das die Schmierstellen 12 im Motor verlassende Öl wird mittels Rücklaufleitungen 13 dem Ölsumpf in der Ölwanne 10 zugeführt. Genauso verhält es sich mit dem die Überdruckventile 14 passierenden Öl, das über die Rücklaufleitungen 13 der Ölwanne 10 bzw. dessen Ölsumpf zugeführt wird.In an alternative embodiment according to FIG. 3, an oil circuit is shown, in which the oil from the oil sump of the oil pan 10 is sucked in directly by the oil pump 8 and then passes through an oil pressure valve 9 , which protects the subsequent components of the assembly from damage. The oil pressure valve 9 is followed by a device for separating a liquid from solids, which in turn is followed by an oil cooler 4 . The filter 5 following the oil cooler 4 is protected against overload by means of a pressure relief valve 14 . The oil leaving the filter 5 then reaches the lubrication points 12 in the engine, these lubrication points 12 also being protected against excessive oil pressures by means of a pressure relief valve 14 . The oil leaving the lubrication points 12 in the engine is fed to the oil sump in the oil pan 10 by means of return lines 13 . It is the same with the oil passing through the pressure relief valves 14 , which is supplied via the return lines 13 to the oil pan 10 or its oil sump.

In einer alternativen Ausgestaltung besteht die Ölpumpe aus Kunststoff und verfügt über zusätzliche Antriebselemente für die Zentrifuge und z. B. den Ölkühler 4.In an alternative embodiment, the oil pump is made of plastic and has additional drive elements for the centrifuge and z. B. the oil cooler 4th

In einer weiteren alternativen Ausgestaltung übernimmt die Ölwanne 10 die Funktion des Trägerkörpers 2 in der Weise, daß die Bauteile der Baugruppe sich so an der Ölwanne 10 anordnen, daß sie ein Ölversorgungsmodul bilden. Dabei ist die Ölwanne derart ausgestaltet, daß sie über sogenannte Wartungs- oder Inspektionsdeckel verfügt, so daß die Elemente, die nach einem definierten Wartungsintervall ausgewechselt werden müssen, ausgewechselt werden können. Diese Inspektionsdeckel sind geeigneterweise mit der Ölwanne verschraubt.In a further alternative embodiment, the oil pan 10 takes over the function of the carrier body 2 in such a way that the components of the assembly are arranged on the oil pan 10 such that they form an oil supply module. The oil pan is designed in such a way that it has so-called maintenance or inspection covers so that the elements that have to be replaced after a defined maintenance interval can be replaced. These inspection covers are suitably screwed to the oil pan.

Das Modul weist, wie in Fig. 1 dargestellt, Mittel 15 auf, mit denen das Modul mit der Verbrennungskraftmaschine verbindbar ist. Geeigneterweise handelt es sich dabei um Flanschverbindungen, die aus Schrauben und korrespondierenden Durchstecklöchern und den mit den Schrauben kommunizierenden Gewindebuchsen in der Verbrennungskraftmaschine bestehen.As shown in FIG. 1, the module has means 15 with which the module can be connected to the internal combustion engine. Suitably, these are flange connections which consist of screws and corresponding through-holes and the threaded bushes in the internal combustion engine which communicate with the screws.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel sind auch Steck-, Schnapp- oder Schweißverbin dungen zur Herstellung der Verbindung zwischen Modul und Verbrennungskraftmaschine denkbar. In an alternative embodiment there are also plug-in, snap-in or welded connections to establish the connection between module and internal combustion engine conceivable.

Reference list

11

Modul
module

22nd

Trägerkörper
Carrier body

33rd

Vorrichtung zum Trennen einer Flüssigkeit von Feststoffen
Device for separating a liquid from solids

44th

Ölkühler
oil cooler

55

Filter
filter

66

Ansaugleitung
Suction pipe

77

Sieb
Sieve

88th

Ölpumpe
Oil pump

99

Öldruckventil
Oil pressure valve

1010th

Ölwanne
Oil pan

1111

Polymermagnetelement
Polymer magnetic element

1212th

Schmierstelle im Motor
Lubrication point in the engine

1313

Rücklaufleitung
Return line

1414

Überdruckventil
Pressure relief valve

1515

Mittel zum Verbinden
Means of connection

Claims

1. An assembly for an apparatus driven by an internal combustion engine, characterized in that components are combined to form a module ( 1 ) and in that means are provided with which the module ( 1 ) can be connected to the internal combustion engine.

2. Module according to claim 1, characterized in that a carrier body ( 2 ) is integrated in the module, which can be connected to the internal combustion engine and to which the components of the module ( 1 ) are attached.

3. Module according to one or more of the preceding claims, characterized in that the module ( 1 ) as components essentially a device for separating a liquid from solids ( 3 ), an oil cooler ( 4 ), a filter ( 5 ), an intake line ( 6 ) with a strainer ( 7 ), an oil pump ( 8 ) and an oil pressure valve ( 9 ).

4. An assembly according to claim 3, characterized in that the device for separating a liquid from solids ( 3 ) is a centrifuge.

5. Module according to one or more of the preceding claims, characterized in that the module ( 1 ) can be expanded with further components.

6. Module according to one or more of the preceding claims, characterized in that the module ( 1 ) comprises an oil pan ( 10 ) as a further component.

7. Module according to one or more of the preceding claims, characterized in that the oil pan ( 10 ) acts as a carrier body ( 2 ) of the module ( 1 ), by means of which the module ( 1 ) can be connected to the internal combustion engine.

8. An assembly according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one component of the module ( 1 ) consists of plastic.

9. Module according to one or more of the preceding claims, characterized in that the device for separating a liquid from solids ( 3 ) between the suction line ( 6 ) and the oil pump ( 8 ) is arranged.

10. An assembly according to one or more of the preceding claims, characterized in that the sieve ( 7 ) on the suction line ( 6 ) is framed by a polymer magnetic element ( 11 ) and / or the housing cover of the device for separating a liquid from solids ( 3 ) is designed as a polymer magnet.